基于高非线性器件的全光逻辑信号处理的研究

发布时间：2024-10-05 04:28

　　密集波分复用、光时分复用技术与高级调制格式相结合,使得光通信系统的容量一再提升。与此相对应,现有的光网络的交换能力与传输能力严重失衡。全光分组交换网络的实现是解决上述问题的一个有效方案,然而由于全光缓存和全光逻辑等信号处理器件的不成熟,全光网络技术还未能达到实用的阶段。为了实现全光网络,迫切需要发展全光信号处理技术,设计和制作低功耗,高速率的全光信号处理器件,解决数据交换过程中的信号处理问题。 全光逻辑门是全光信号处理中的关键部件之一,在很多具有交换功能的单元中都起着至关重要的作用。本论文基于高非线性光纤、半导体光放大器等高非线性器件,研究了数据选择器、数据分配器等全光组合逻辑器件的实现以及基于相位编码数据的逻辑信号处理技术。主要内容和成果包括： 1.研究分析了高非线性光纤中交叉相位调制对输入信号时域和频谱的影响,在此基础上提出了基于高非线性光纤中交叉相位调制的数据选择器方案。利用双向光纤非线性脉冲传输模型对40Gbit/s数据速率的RZ-OOK格式信号进行了仿真验证,实现了2选1数据选择器的功能。为提高所提出方案输出信号的传输性能和级联能力,进一步优化结构。通过合理的选择输...

【文章页数】：101 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
Abstract
目录
1 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 全光基本逻辑信号处理技术及研究现状
        1.2.1 基于光纤的全光基本逻辑信号处理
        1.2.2 基于SOA的全光基本逻辑信号处理
        1.2.3 基于其它非线性器件的的全光基本逻辑信号处理
    1.3 全光组合逻辑信号处理
    1.4 基于高级调制格式的全光逻辑信号处理
    1.5 本论文的主要工作
2 基于高非线性光纤的数据选择器的研究
    2.1 引言
    2.2 高非线性光纤中的交叉相位调制效应
    2.3 基于双向光纤配置的数据选择器方案
        2.3.1 工作原理
        2.3.2 仿真
    2.4 单波长输出的数据选择器方案
        2.4.1 工作原理
        2.4.2 仿真
        2.4.3 性能分析
    2.5 基于同向传输配置的数据选择器方案
        2.5.1 工作原理
        2.5.2 数值仿真
    2.6 本章小结
3 160Gbit/s全光数据分配器的设计和仿真研究
    3.1 引言
    3.2 工作原理
    3.3 仿真验证
    3.4 性能分析
        3.4.1 输入信号波长对性能的影响
        3.4.2 输入信号功率对性能的影响
        3.4.3 输入信号初始延迟与系统性能的关系
        3.4.4 光纤长度对性能的影响
        3.4.5 不同数据速率下性能的研究
    3.5 本章小结
4 全光DPSK格式多输入逻辑门的研究
    4.1 引言
    4.2 SOA数值模型
        4.2.1 SOA载流子浓度速率方程
        4.2.2 信号在SOA中的传输方程
    4.3 基于SOA中FWM效应的RZ/NRZ-DPSK信号三输入逻辑门
        4.3.1 工作原理
        4.3.2 DPSK格式三输入逻辑XOR门
        4.3.3 OOK格式三输入逻辑AND门
    4.4 两输入逻辑门的仿真验证
        4.4.1 工作原理
        4.4.2 仿真结果
    4.5 性能讨论
    4.6 本章小结
5 基于相位编码的全光AND和OR逻辑门
    5.1 引言
    5.2 实现相位编码信号逻辑AND和OR的原理
        5.2.1 SOA中的简并四波混频
        5.2.2 OOK信号实现光相位编码原理
        5.2.3 相位编码的全光逻辑与门的实现原理
        5.2.4 相位编码的逻辑或门的实现原理
    5.3 仿真验证
    5.4 本章小结
6 论文的工作总结与展望
    6.1 论文工作总结
    6.2 工作展望
参考文献
附录 缩略词对照表
攻读学位期间发表的学术论文
致谢



本文编号：4007538